铯,元素符号Cs,位于第六周期,IA族。它应该是碱金属中最活泼的成员(钫和第119号元素为人造元素,研究较少,一般不做讨论)。铯也是目前天然存在的最大的原子,加之具有稀有气体结构的原子实,这导致其最外层的一个电子极易失去,所以铯是已知元素中金属性最强的。

铯元素周期表(神奇的金属元素)(1)

前苏联生产的一公斤金属铯,已有部分被氧化。

为什么说他是神奇的金属呢?因为这种金属元素充分体现了化学的奇妙性。铯是元素周期表中第六周期的第一个元素,它与位于第六周期中部的第79号元素金有许多相似或相同的性质,比如外观都是金黄色,价格昂贵(一克金属铯在某网站上售卖的价格达到800元人民币,而黄金价格大约为一克350元人民币),在原子结构上都是最外层包含一个电子等。但是它们的令一些性质却大相径庭,例如铯的熔点很低为28摄氏度,放在手心即可融化为美丽的金黄色液体(由于金属铯的腐蚀性极强,故严禁用手直接接触铯!),铯化学性质极其活泼而黄金呈现极为不活泼的化学惰性。这种差异巨大要从它们不同的原子结构来说明。

铯元素周期表(神奇的金属元素)(2)

美丽的金属铯晶体,外观丝毫不逊色于黄金。

前面说过铯的原子结构,稀有气体的原子实带来了极强的屏蔽效应,导致原子核对最外层电子的吸引力很弱,最外层电子极易失去。而金元素最外层电子的次外层是一个充满电子的5d轨道。5d轨道较为伸展对最外层电子的屏蔽效应很弱,原子核对最外层电子的吸引较弱,最外层电子比较难失去,呈现化学惰性。由此还可以解释金和铯物理性质的差异(铯晶体的金属键很弱所以熔沸点低硬度低,黄金的金属键较强所以熔沸点和硬度相对较高)。金属铯的一个重要用途是它有光电效应(最外层电子在光的照射下即可失去),我们所熟知的感应门即是用光电效应原理制成的。铯的较为独特的原子结构还被用于制造铯原子钟(世界上最为准确的钟,运行几千万年误差不会超过一秒)。

最后一点要解释一个有些人的铯元素的误会。日本福岛核泄漏排入大海的是放射性核素铯137,有人会认为铯是放射性元素。判断一个元素是为放射性元素的根据是其所有的同位素都是放射性核素,而铯的同位素铯133没有放射性,所以铯是非放射性元素!

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